[发明专利]用于捕捉测量物体的视觉印象的手持式测量装置及方法

权利要求书

1.一种用于精确捕捉测量物体的表面的彩色数字图像的方法，包括：

a. 提供多个光源，所述多个光源在共同平面内并且取向为提供相对于所述表面的法线方向的至少三个照明方向；

b. 提供光谱仪，所述光谱仪取向为相对于所述表面的法线方向的至少一个观测方向，所述观测方向也位于所述共同平面内，所述光谱仪构造为提供光谱信息；

c. 提供数码彩色相机，所述数码彩色相机构造为提供彩色图像数据；

d. 在所述至少一个观测方向光路上提供分束器，其中，所述分束器将共有光路分开，并且将所述共有光路的一部分引导至所述光谱仪上，并将另一部分引导出所述共同平面并到达所述彩色相机上，并且其中，所述分束器设置成使其围绕所述共有光路旋转并旋转出系统平面大致45°，使得用于所述彩色相机的测量光被引出所述系统平面以使所述测量光的正交于所述系统平面的s 偏振分量和p 偏振分量均衡；以及

e. 提供电子控制器，所述电子控制器构造为控制光源、光谱仪和数码彩色相机以使用不同的曝光时间获得多组图像数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述控制器还构造为通过由所述光谱仪产生的光谱测量值来在颜色方面校正由所述数码彩色相机产生的所述彩色图像数据，所述光谱仪展现与所述数码彩色相机相同的观测方向。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括提供漫射光源的步骤。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，每个准直光源都包括至少一个初级光源和通过孔径和/或视场光阑形成的次级光源，其中，所述至少一个初级光源经由准直仪和均化仪来照明所述次级光源。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括提供第二光谱仪的步骤，所述第二光谱仪从与所述数码彩色相机的观测方向不同的观测方向接收由测量场反射的测量光。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第二光谱仪的观测方向相对于所述表面的法线方向倾斜45°。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电子控制器还构造为将由所述数码彩色相机产生的彩色图像数据转换为标准化的彩色图像数据，所述标准化的彩色图像数据在相对于绝对白色的尺度上和在CIE XYZ 或sRGB 颜色空间中展现限定的分辨率。

8.一种使用测量装置精确捕捉测量物体的表面的彩色数字图像的方法，所述测量装置具有：相对于所述表面的法线方向并位于共同平面内的至少三个照明方向；取向为相对于所述表面的法线方向的至少一个观测方向上的光谱仪，所述观测方向也位于所述共同平面内，所述光谱仪构造为提供光谱信息；构造为提供彩色图像数据的数码彩色相机；位于所述至少一个观测方向光路上的分束器，其中，所述分束器将共有光路分开，并将所述共有光路的一部分从所述表面引导至所述光谱仪上，并且将另一部分引导出所述共同平面并到达所述彩色相机上；以及构造为控制光源、光谱仪和数码彩色相机以获得所述测量物体的所述表面的光谱信息和多组彩色图像数据的电子控制器，其中，对于每组彩色图像数据，所述方法包括：

a. 将来自于所述数码彩色相机的局部分离的彩色像素数据去马赛克成为单一彩色像素，形成原始图像；

b. 按照包括绝对白色校正的白色测量将所述原始图像分开，以提供相对于白色的图像；以及

c. 使用来自于所述光谱仪的所述光谱信息在所述相对于白色的图像上进行颜色空间调整，变成标准颜色空间；

其中，由于位于所述至少一个观测方向光路中的所述分束器，来自于所述光谱仪的光谱信息具有与来自于所述数码彩色相机的原始图像数据相同的测量几何形状。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述分束器设置成使其围绕所述共有光路旋转并旋转出系统平面大致45°，使得用于所述彩色相机的测量光被引出所述系统平面以使所述测量光的正交于所述系统平面的s 偏振分量和p 偏振分量均衡。

10.一种用于捕捉测量物体的视觉印象的手持式测量装置，包括：

测量阵列，其包括：

中心光源；

多路器，其光学耦接到所述光源；

弧状体；

多个光通道，其耦接到所述多路器并由所述弧状体支撑，所述光通道取向为提供相对于装置法线的至少三个照明方向，所述至少三个照明方向位于系统平面内；

光谱仪，其由所述弧状体支撑并取向为相对于所述装置法线的至少一个观测方向，所述观测方向也位于所述系统平面内；

数码彩色相机，其由所述弧状体支撑；

分束器，其在观测方向光路中由所述弧状体支撑，其中，所述分束器将共有光路分开，并将所述共有光路的一部分引导至所述光谱仪上，并且将另一部分引导出所述系统平面并到达彩色相机上；

电子控制器；以及

壳体，其中，所述壳体容纳所述测量阵列和所述电子控制器，并且所述壳体包括测量开口，通过所述测量开口照明测量物体的表面上的测量场并拾取由所述测量场反射的测量光；

其中，所述分束器设置成使其围绕所述共有光路旋转并旋转出系统平面大致45°，使得用于所述彩色相机的测量光被引出所述系统平面以使所述测量光的正交于所述系统平面的s 偏振分量和p 偏振分量均衡。